電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）距離秋季蘋果發(fā)布會還有三個月左右，最近iPhone14的爆料就已經(jīng)開始“狂轟濫炸”了：感嘆號屏、息屏顯示功能、更大的內(nèi)存等更新都已經(jīng)被曝光出來。然而最近還有一個消息曝光比較奇怪，據(jù)部分媒體稱有供應(yīng)鏈業(yè)內(nèi)人士透露，iPhone14系列將采用國產(chǎn)北斗導航芯片，支持北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)在2020年7月31日正式開通，在后來很長一段時間里，人們在“自己手機是否支持北斗導航”的問題上爭議不斷，而iPhone11因為當時還不支持北斗導航，也被推上輿論的風口浪尖。不過，蘋果公司隨后在2020年10月發(fā)布的iPhone 12系列上，增加了對北斗的支持，這才平息了輿論。

那么，最近爆料的“iPhone14采用北斗導航芯片”又是什么意思？我們要用上北斗導航真的需要專門的芯片么？

iPhone在硬件上早已支持北斗

首先芯片支持上，其實多年以來市面上的幾乎所有機型都在硬件上支持北斗導航。就以當年的iPhone11為例，當時在蘋果官網(wǎng)上并沒有明確說明支持北斗，但iPhone11采用的Intel XMM7660調(diào)制解調(diào)器是支持4模GNSS（GPS、GLONASS、Galileo、北斗）的，也就是iPhone11硬件上支持北斗導航。
且在2020年8月蘋果官方回應(yīng)也提到“iPhone11機型已使用北斗系統(tǒng)作為其位置數(shù)據(jù)系統(tǒng)的一部分”。同年10月，iPhone12發(fā)布后，蘋果在官網(wǎng)上也對iPhone11以及更早之前的iPhone XR機型描述進行修改，加上對北斗的支持。
手機芯片對北斗的支持甚至可以追溯到2013年，當年高通推出的MSM8974（驍龍800）就已經(jīng)在中國市場實現(xiàn)對北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的支持，2013年上市的中興Grand Memo歐洲版就首發(fā)搭載了這款芯片。高通在對驍龍800的介紹中提到，驍龍全球定位支持內(nèi)置到調(diào)制解調(diào)器與RF芯片中，可以在調(diào)制解調(diào)器中處理定位信號，無需喚醒應(yīng)用處理器，從而節(jié)省能耗，而又不影響定位精度。

目前應(yīng)用最廣泛的GNSS（全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)）基本上都是無源系統(tǒng)，也就是說衛(wèi)星只發(fā)出信號，衛(wèi)星定位原理用最簡單的話來說就是，衛(wèi)星向接收端發(fā)送位置信息時，會附帶發(fā)送當前時間，因為電磁波傳輸速度是已知的（光速），所以用衛(wèi)星時間和接收端接收到信息的時間差，就可以計算出接收端和衛(wèi)星距離。理論上只需要同時知道四顆衛(wèi)星的位置以及與接收端的距離，就可以計算出接收端的位置坐標，結(jié)合地圖數(shù)據(jù)就能夠?qū)崿F(xiàn)定位。

所以GNSS的接收器一般都已經(jīng)集成在手機SoC集成或獨立的調(diào)制調(diào)解器中，對北斗的支持與否，關(guān)鍵是在于接收器射頻部分是否支持北斗系統(tǒng)的信號頻率和編碼方式。而目前來看，市面上主流的手機芯片以及調(diào)制調(diào)解器都已經(jīng)支持北斗，所以iPhone14搭載北斗導航芯片，大概率只是炒作。

GNSS的兼容趨勢不可阻擋，北斗具有明顯精度優(yōu)勢

作為后來者，北斗在頻段上其實比較吃虧，北斗三號衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計師林寶軍曾表示“GPS都發(fā)展幾十年了，特別是好的頻率資源、軌道都被它占了，更重要的是相關(guān)專利都給它占了，按我的話，我們要在夾縫里生存，這是后來者的難度”。畢竟衛(wèi)星頻段在國際上是誰先申請誰就獲得使用權(quán)，可以說是“先到先得”。

北斗系統(tǒng)使用B1、B2、B3三個頻段，北斗二號提供B1I、B2I和B3I三個公開服務(wù)信號，其中B1頻段的中心頻點為1561.098MHz，B2為1207.14MHz，B3為1268.52MHz。最新的北斗三號則提供B1I、B1C、B2a、B2b和B3I五個公開服務(wù)信號。其中在B1頻段的中心頻點為1575.42MHz，B2為1176.45MHz，B3為1268.52MHz。

不過，目前全球有四大GNSS系統(tǒng)，有業(yè)內(nèi)人士表示，如果每套系統(tǒng)都采用不同的頻段或者信號格式，那么接收器的設(shè)計將會變得非常復雜，單是射頻通道都要做好幾套才能兼容現(xiàn)在的幾大系統(tǒng)。因此頻率共用，也被聯(lián)合國全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)國際委員會（ICG）稱為“兼容與互操作”的概念應(yīng)運而生。

比如GPS中L1頻點為1575.42MHz、L5頻點為1176.45MHz，分別與北斗三號中的B1、B2頻點相同。同時另外兩大GNSS系統(tǒng)GLONASS和Galileo都已經(jīng)與北斗實現(xiàn)部分頻率“兼容與互操作”。

當然，共用頻率在GNSS接收器射頻部分可以降低設(shè)計難度，不過調(diào)制調(diào)解器和軟件部分還是需要根據(jù)不同的系統(tǒng)進行不同的設(shè)計，比如不同的編碼方式等等。據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，目前市面上不少芯片在規(guī)格上支持多模GNSS，同時支持四大系統(tǒng)，但為了省成本和降低功耗，硬件部分可能只做了有限的通道，通過軟件配置實現(xiàn)同時支持兩到三個系統(tǒng)，比如GPS+北斗、GPS+GLONASS、GPS+北斗+Galileo等等。

同時，不同的導航系統(tǒng)組合使用下，精度會有不同程度的提升。根據(jù)國家北斗重大專項地面試驗驗證系統(tǒng)副總設(shè)計師盧鋆博士的數(shù)據(jù)，北斗系統(tǒng)與其他導航系統(tǒng)組合下，提升顯著（PDOP均值代表定位精度，越小越好）。比如GPS+北斗組合時，定位精度比單獨用GPS提升28.75%；GPS+GLONASS組合時，定位精度比單獨用GLONASS提升37.31%。

前面提到，頻率共用雖然可以降低射頻部分的成本，但在基帶部分，由于需要支持更多種類的系統(tǒng)，硬件成本會有部分增加。盧鋆博士表示，在硬件部分主要是CPU處理能力需要提高，最終成本影響有限。但另一方面還需要增加更多通道數(shù)，以支持更多系統(tǒng)和衛(wèi)星，不過通道部分在芯片中成本占比較少，據(jù)盧鋆博士測算，基帶增加對多系統(tǒng)支持后成本增加不會超過5%。

小結(jié)：

綜上，四大GNSS兼容與互操作可以在小幅增加硬件成本的情況下，大幅提高系統(tǒng)性能，因此，未來GNSS芯片會越來越傾向于多模。無論如何，在兼容與互操作的趨勢下，北斗也將會有更廣泛的應(yīng)用空間。